KR20210023036A - Electric power providing system for fuel cell vehicle and fuel cell vehicle with the same - Google Patents

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KR20210023036A
KR20210023036A KR1020190102634A KR20190102634A KR20210023036A KR 20210023036 A KR20210023036 A KR 20210023036A KR 1020190102634 A KR1020190102634 A KR 1020190102634A KR 20190102634 A KR20190102634 A KR 20190102634A KR 20210023036 A KR20210023036 A KR 20210023036A
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신지영
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Abstract

Provided is a power supply system for a fuel cell vehicle that is mounted on the fuel cell vehicle running by an electric drive motor and supplies electric power as a power source. According to the present invention, the power supply system for a fuel cell vehicle comprises: a fuel cell for generating electricity necessary for driving an electric drive motor by using a reaction between hydrogen and oxygen; a fixed hydrogen tank in which hydrogen required for power generation of the fuel cell is stored and hydrogen is charged while fixed to the fuel cell vehicle; a replaceable hydrogen tank in which hydrogen required for power generation of the fuel cell is stored and is separated from the fuel cell vehicle and replaced; and a replaceable battery module which stores electricity required for driving the electric drive motor and is separated from the fuel cell vehicle and replaced.

Description

연료전지 차량용 전력 공급 시스템 및 이를 구비하는 연료전지 차량 {ELECTRIC POWER PROVIDING SYSTEM FOR FUEL CELL VEHICLE AND FUEL CELL VEHICLE WITH THE SAME}Power supply system for fuel cell vehicles and fuel cell vehicle equipped with the same {ELECTRIC POWER PROVIDING SYSTEM FOR FUEL CELL VEHICLE AND FUEL CELL VEHICLE WITH THE SAME}

본 발명은 연료전지 차량의 동력 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지 차량의 전기 구동 모터에 구동 전력을 공급하는 전력 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power system for a fuel cell vehicle, and more particularly, to a power supply system for supplying driving power to an electric drive motor of a fuel cell vehicle.

연료전지 차량은 수소를 연료로 생산된 전기에너지를 이용하여 동력을 얻는 차량으로서, 연료인 수소가 저장되는 수소탱크와, 수소탱크에 저장된 수소와 공기 중의 산소를 화학적으로 반응시켜서 전기에너지를 생산하는 연료전지와, 연료전지에서 생산된 전기에너지에 의해 구동되는 전기모터로 구성되는 것이 일반적이다.A fuel cell vehicle is a vehicle that obtains power by using electric energy produced as a fuel from hydrogen. A fuel cell vehicle generates electric energy by chemically reacting hydrogen stored in the hydrogen tank and oxygen in the air with a hydrogen tank that stores hydrogen as a fuel. It is generally composed of a fuel cell and an electric motor driven by electric energy produced by the fuel cell.

연료전지 차량에 설치되는 수소탱크는 일반적으로 충전식으로서, 운전자는 수소 충전이 필요할 경우 운행 경로 상에 위치하는 수소 충전소에서 수소를 충전하게 되는데, 현재 수소 충전소의 수가 충분하지 않기 때문에 연료전지 차량의 이용에 문제가 되고 있다. 따라서, 연료전지 차량의 이용을 활성화하기 위해서는 이러한 기존의 연료전지 차량의 문제를 최소화하는 기술의 개발이 요구된다.Hydrogen tanks installed in fuel cell vehicles are generally rechargeable, and when hydrogen charging is required, the driver charges hydrogen at a hydrogen charging station located along the driving route.However, since the number of hydrogen charging stations is not sufficient, fuel cell vehicles are used. Has become a problem. Therefore, in order to activate the use of a fuel cell vehicle, it is required to develop a technology that minimizes the problems of the existing fuel cell vehicle.

본 발명의 분야와 관련된 선행특허문헌인 공개특허 제10-2019-0059060호에는 차량의 구동륜에 동력을 제공하는 제1 모터에 전력을 공급하는 연료전지와, 차량의 다른 구동륜에 동력을 제공하는 제2 모터에 전력을 공급하는 고전압 배터리를 구비하는 연료전지 차량시스템이 기재되어 있다.Patent Publication No. 10-2019-0059060, which is a prior patent document related to the field of the present invention, includes a fuel cell that supplies power to a first motor that provides power to a driving wheel of a vehicle, and a fuel cell that supplies power to another driving wheel of a vehicle. 2 A fuel cell vehicle system is disclosed having a high voltage battery that supplies power to a motor.

대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2019-0059060 (2011.06.10.)Korean Patent Application Publication No. 10-2019-0059060 (2011.06.10.)

본 발명의 목적은 연료전지 차량의 이용을 활성화하기 위하여 수소 충전소 부족에 따른 불편을 줄일 수 있는 연료전지 차량용 전력 공급 시스템 및 이를 구비하는 연료전지 차량을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a power supply system for a fuel cell vehicle and a fuel cell vehicle having the same, which can reduce inconvenience caused by a shortage of hydrogen charging stations in order to activate the use of a fuel cell vehicle.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 전기 구동 모터에 의해 주행하는 연료전지 차량에 탑재되어서 동력원인 전력을 공급하는 시스템으로서, 수소와 산소의 반응을 이용하여 상기 전기 구동 모터의 구동에 필요한 전기를 생산하는 연료전지와, 상기 연료전지의 발전에 필요한 수소가 저장되고 상기 연료전지 차량에 고정된 상태에서 수소가 충전되는 고정식 수소 탱크와, 상기 연료전지의 발전에 필요한 수소가 저장되고 상기 연료전지 차량으로부터 분리되어서 교체되는 교체식 수소 탱크와, 상기 전기 구동 모터의 구동에 필요한 전기가 저장되고 상기 연료전지 차량으로부터 분리되어서 교체되는 교체형 배터리 모듈을 포함하는, 연료전지 차량용 전력 공급 시스템이 제공된다.In order to achieve the above object of the present invention, according to an aspect of the present invention, as a system mounted on a fuel cell vehicle running by an electric drive motor to supply power as a power source, the A fuel cell that generates electricity required for driving an electric drive motor; a stationary hydrogen tank in which hydrogen required for power generation of the fuel cell is stored and charged with hydrogen while being fixed to the fuel cell vehicle; and Fuel comprising a replaceable hydrogen tank in which necessary hydrogen is stored and separated from the fuel cell vehicle to be replaced, and a replaceable battery module that stores electricity required for driving the electric drive motor and separated from the fuel cell vehicle to be replaced. A power supply system for a battery vehicle is provided.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량의 주행에 필요한 구동력을 발생시키는 전기 구동 모터와, 수소와 산소의 반응을 이용하여 상기 전기 구동 모터의 구동에 필요한 전기를 생산하는 연료전지와, 상기 연료전지의 발전에 필요한 수소가 저장되고 상기 차량에 고정된 상태에서 수소가 충전되는 고정식 수소 탱크와, 상기 연료전지의 발전에 필요한 수소가 저장되고 상기 차량으로부터 분리되어서 교체되는 교체식 수소 탱크와, 상기 전기 구동 모터의 구동에 필요한 전기가 저장되고 상기 차량으로부터 분리되어서 교체되는 교체형 배터리 모듈을 포함하는 연료전지 차량이 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, according to another aspect of the present invention, an electric drive motor generating a driving force required for driving a vehicle, and electricity required for driving the electric drive motor using a reaction of hydrogen and oxygen A fuel cell that produces a fuel cell, a stationary hydrogen tank in which hydrogen required for power generation of the fuel cell is stored and hydrogen is charged while being fixed to the vehicle, and hydrogen required for power generation of the fuel cell is stored and separated from the vehicle. There is provided a fuel cell vehicle including a replaceable hydrogen tank and a replaceable battery module that stores electricity required for driving the electric drive motor and is separated from the vehicle and replaced.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 연료전지 차량은 차량에 고정된 상태에서 수소가 충전되는 고정식 수소 탱크와, 차량으로부터 분리되어서 교체되는 교체식 수소 탱크와, 차량으로부터 분리되어서 교체되는 교체형 배터리 모듈을 구비하므로, 고정식 수소 탱크에 저장된 수소를 모두 사용한 경우 운전자가 교체식 수소 탱크와 교체형 배터리 모듈 중 선택하여 교체할 수 있으므로, 수소 충전 인프라 부족에 따른 기존의 연료전지 차량의 문제점을 줄일 수 있게 된다.According to the present invention, all the objects of the present invention described above can be achieved. Specifically, the fuel cell vehicle according to the present invention includes a fixed hydrogen tank in which hydrogen is charged while being fixed to the vehicle, a replaceable hydrogen tank that is separated from the vehicle and replaced, and a replaceable battery module that is separated from the vehicle and replaced. Therefore, when all of the hydrogen stored in the fixed hydrogen tank is used, the driver can select and replace between the replaceable hydrogen tank and the replaceable battery module, thereby reducing the problem of the existing fuel cell vehicle due to the lack of hydrogen charging infrastructure.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템을 구비하는 연료전지 차량의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 수소 탱크 장치의 개략적인 구성을 도시한 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 배터리 장치의 개략적인 구성을 도시한 구성도이다.1 is a view schematically showing the configuration of a fuel cell vehicle having a power supply system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a schematic configuration of the hydrogen tank apparatus shown in FIG. 1.
3 is a block diagram showing a schematic configuration of the battery device shown in FIG. 1.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템을 구비하는 연료전지 차량의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량(100)은, 전력을 이용하여 연료전지 차량(100)의 주행에 필요한 기계적인 구동력을 발생시키는 전기 구동 모터(110)와, 연료전지 차량(100)에 탑재되어서 전기 구동 모터(110)에 전력을 공급하여 전기 구동 모터(110)를 구동시키는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량용 전력 공급 시스템(100a)을 포함한다.1 schematically shows a configuration of a fuel cell vehicle including a power supply system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a fuel cell vehicle 100 according to an embodiment of the present invention includes an electric drive motor 110 that generates a mechanical driving force required for driving of the fuel cell vehicle 100 by using electric power, A power supply system 100a for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention is mounted on the fuel cell vehicle 100 to supply power to the electric drive motor 110 to drive the electric drive motor 110.

전기 구동 모터(110)는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량용 전력 공급 시스템(100a)으로부터 공급되는 전력을 이용하여 연료전지 차량(110)의 주행에 필요한 기계적 구동력을 발생시킨다.The electric drive motor 110 generates a mechanical driving force required for driving of the fuel cell vehicle 110 by using power supplied from the power supply system 100a for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량용 전력 공급 시스템(100a)은 연료전지 차량(100)에 탑재되어서 전기 구동 모터(110)에 전력을 공급하여 전기 구동 모터(110)를 구동시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량용 전력 공급 시스템(100a)은, 수소와 산소의 화학반응을 이용하여 직류 전기를 생산하는 연료전지(120)와, 연료전지(120)의 발전에 필요한 수소가 저장되는 수소 저장 장치(130)와, 연료전지(120)에 산소를 공급하는 산소 공급기(150)와, 전기 구동 모터(110)의 구동에 필요한 전기에너지가 저장되는 배터리 장치(140)와, 연료전지(120)로부터 출력되는 직류 전기와 배터리 장치(140)로부터 출력되는 직류 전기를 교류 전기로 변환하여 전기 구동 모터(110)로 공급하는 인버터(160)를 구비한다.The power supply system 100a for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention is mounted on the fuel cell vehicle 100 to supply power to the electric drive motor 110 to drive the electric drive motor 110. The fuel cell vehicle power supply system 100a according to an embodiment of the present invention includes a fuel cell 120 that generates direct current electricity using a chemical reaction of hydrogen and oxygen, and hydrogen required for power generation of the fuel cell 120. A hydrogen storage device 130 in which is stored, an oxygen supplier 150 for supplying oxygen to the fuel cell 120, and a battery device 140 for storing electric energy required for driving the electric drive motor 110, The inverter 160 converts DC electricity output from the fuel cell 120 and DC electricity output from the battery device 140 into AC electricity and supplies the converted DC electricity to the electric drive motor 110.

연료전지(120)는 수소와 산소의 화학반응을 이용하여 직류전기를 생산한다. 연료전지(120)는 연료전지 차량에서 통상적으로 사용되는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 연료전지(120)의 발전에 필요한 수소는 연료전지 차량(100)에 탑재되는 수소 저장 장치(130)로부터 공급받는다. 연료전지(120)의 발전에 필요한 산소는 연료전지 차량(100)에 탑재되어서 연료전지(120)에 산소를 공급하는 산소 공급기(150)로부터 공급받는다. 연료전지(120)에 의해 생산된 직류 전기는 인버터(160)에 의해 교류로 변환된다. 연료전지(120)에서 생산된 직류전기 중 인버터(160)로 공급되고 남은 직류 전기는 배터리 장치(140)로 공급되어서 저장된다.The fuel cell 120 generates direct current electricity by using a chemical reaction between hydrogen and oxygen. Since the fuel cell 120 is commonly used in a fuel cell vehicle, a detailed description thereof will be omitted. Hydrogen required for power generation of the fuel cell 120 is supplied from the hydrogen storage device 130 mounted on the fuel cell vehicle 100. Oxygen required for power generation of the fuel cell 120 is mounted on the fuel cell vehicle 100 and is supplied from an oxygen supply unit 150 that supplies oxygen to the fuel cell 120. The direct current electricity produced by the fuel cell 120 is converted into alternating current by the inverter 160. Among the direct current electricity produced by the fuel cell 120, the direct current electricity remaining after being supplied to the inverter 160 is supplied to the battery device 140 and stored.

수소 저장 장치(130)는 연료전지 차량(100)에 장착되며, 수소 저장 장치(130)에는 연료전지(120)의 발전에 필요한 수소가 저장된다. 도 2에는 수소 저장 장치(130)의 일 실시예에 대한 개략적인 구성이 기재되어 있다. 도 2를 참조하면, 수소 저장 장치(130)는 고정식 수소 탱크(132)와, 교체식 수소 탱크(134)를 구비한다.The hydrogen storage device 130 is mounted on the fuel cell vehicle 100, and the hydrogen storage device 130 stores hydrogen required for power generation of the fuel cell 120. 2 shows a schematic configuration of an embodiment of the hydrogen storage device 130. Referring to FIG. 2, the hydrogen storage device 130 includes a fixed hydrogen tank 132 and a replaceable hydrogen tank 134.

고정식 수소 탱크(132)는 연료전지 차량(100)에 탈착이 어렵게 반영구적으로 고정된 수소 저장 탱크로서, 연료전지 차량(100)에 고정된 상태에서 수소 충전이 이루어진다. 고정식 수소 탱크(132)에 대한 수소 충전은 수소 충전소와 같이 수소 충전이 가능한 장소에서 이루어진다. 본 실시예에서는 고정식 수소 탱크(132)가 하나인 것으로 설명하지만, 이와는 달리 복수 개가 연료전지 차량(100)에 장착되어서 사용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.The fixed hydrogen tank 132 is a hydrogen storage tank that is semi-permanently fixed to the fuel cell vehicle 100 so that it is difficult to attach and detach, and hydrogen is charged while being fixed to the fuel cell vehicle 100. The hydrogen filling of the fixed hydrogen tank 132 is performed in a place where hydrogen can be charged, such as a hydrogen filling station. In this embodiment, it is described that there is one fixed hydrogen tank 132, but unlike this, a plurality of fixed hydrogen tanks 132 may be mounted and used in the fuel cell vehicle 100, and this is also within the scope of the present invention.

교체식 수소 탱크(134)는 연료전지 차량(100)에 카트리지 방식으로 교체가 가능하도록 탈착이 용이하게 설치되는 수소 저장 탱크로서, 연료전지 차량(100)으로부터 쉽게 분리될 수 있으며, 분리된 교체식 수소 탱크(134) 대신에 다른 교체식 수소 탱크(134)가 연료전지 차량(100)에 장착되어서 사용된다. 교체식 수소 탱크(134)는 수소의 재충전이 가능한 형태이며, 분리된 교체식 수소 탱크(134)는 외부에서 별도로 수소가 재충전되어서 다른 연료전지 차량에 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 교체식 수소 탱크(134)가 하나인 것으로 설명하지만, 이와는 달리 복수 개가 연료전지 차량(100)에 장착되어서 사용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 본 실시예에서는 교체식 수소 탱크(134)가 수소의 재충전이 가능한 형태인 것으로 설명하지만, 이와는 달리 수소의 재충전이 불가능한 일회용 수소 탱크일 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.The replaceable hydrogen tank 134 is a hydrogen storage tank that is easily detachably installed so that it can be replaced in a cartridge type in the fuel cell vehicle 100, and can be easily separated from the fuel cell vehicle 100, and can be separated from the fuel cell vehicle 100. Instead of the hydrogen tank 134, another replaceable hydrogen tank 134 is mounted on the fuel cell vehicle 100 and used. The replaceable hydrogen tank 134 is of a type capable of recharging hydrogen, and the separated replaceable hydrogen tank 134 may be installed in another fuel cell vehicle by being separately recharged with hydrogen from the outside. In the present embodiment, it is described that there is one replaceable hydrogen tank 134, but unlike this, a plurality of hydrogen tanks 134 may be mounted and used in the fuel cell vehicle 100, and this is also within the scope of the present invention. In the present embodiment, it is described that the replaceable hydrogen tank 134 is a type capable of recharging hydrogen, but otherwise, it may be a disposable hydrogen tank in which hydrogen refill is not possible, and this is also within the scope of the present invention.

도시되지는 않았으나, 수소 저장 장치(130)는 교체식 수소 탱크(134)가 탈착이 용이하게 결합되는 탱크 장착대를 더 구비한다.Although not shown, the hydrogen storage device 130 further includes a tank mount to which the replaceable hydrogen tank 134 is easily attached and detached.

수소 저장 장치(130)에서 고정식 수소 탱크(132)와 교체식 수소 탱크(134) 중 고정식 수소 탱크(132)에 저장된 수소가 우선적으로 연료전지(120)에 공급되도록 제어되는 것이 바람직하다. 그에 따라 교체식 수소 탱크(134)의 잦은 교체를 줄일 수 있다.It is preferable that hydrogen stored in the fixed hydrogen tank 132 among the fixed hydrogen tank 132 and the replaceable hydrogen tank 134 in the hydrogen storage device 130 is preferentially supplied to the fuel cell 120. Accordingly, frequent replacement of the replaceable hydrogen tank 134 can be reduced.

산소 공급기(150)는 연료전지(120)의 발전에 필요한 산소를 공급한다. 산소 공급기(150)는 산소를 포함하는 연료전지 차량(100)의 외부 공기를 연료전지(120)에 공급함으로써, 연료전지(120)에 산소를 공급한다.The oxygen supplier 150 supplies oxygen required for power generation of the fuel cell 120. The oxygen supplier 150 supplies oxygen to the fuel cell 120 by supplying the external air of the fuel cell vehicle 100 containing oxygen to the fuel cell 120.

배터리 장치(140)는 전기 구동 모터(110)의 구동에 필요한 전기에너지를 저장한다. 배터리 장치(140)로부터 출력되는 직류 전기는 인버터 장치(160)에 의해 교류 전기로 변환되어서 전기 구동 모터(110)로 공급된다. 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장치(140)의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 장치(140)는 복수개의 배터리 모듈(142, 144)들을 구비한다. The battery device 140 stores electric energy required for driving the electric drive motor 110. DC electricity output from the battery device 140 is converted into AC electricity by the inverter device 160 and supplied to the electric drive motor 110. 3 schematically shows the configuration of the battery device 140 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a battery device 140 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of battery modules 142 and 144.

복수개의 배터리 모듈(142, 144)들 각각은 모두 방전 후 재충전이 가능한 이차전지로서, 복수개의 배터리 셀들로 이루어진다. 복수개의 배터리 모듈(142, 144)들은 교체형 배터리 모듈(144)과 고정형 배터리 모듈(142)로 구분된다. 본 실시예에서는 복수개의 배터리 모듈(142, 144)들이 하나의 교체형 배터리 모듈(144)과 하나의 고정형 배터리 모듈(142)로 이루어지는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 교체형 배터리 모듈(144)과 고정형 배터리 모듈(142) 중 하나가 복수 개이거나, 교체형 배터리 모듈(144)과 고정형 배터리 모듈(142) 모두 복수 개일 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.Each of the plurality of battery modules 142 and 144 is a secondary battery capable of being recharged after being discharged, and includes a plurality of battery cells. The plurality of battery modules 142 and 144 are divided into a replaceable battery module 144 and a fixed battery module 142. In the present embodiment, a plurality of battery modules 142 and 144 are described as consisting of one replaceable battery module 144 and one fixed battery module 142, but, unlike this, the replaceable battery module 144 and the fixed battery One of the modules 142 may be plural, or both the replaceable battery module 144 and the fixed battery module 142 may be plural, and this also falls within the scope of the present invention.

교체형 배터리 모듈(144)은 연료전지 차량(100)에 교체가능하도록 탈착이 용이하게 설치된다. 교체형 배터리 모듈(144)은 연료전지 차량(100)으로부터 쉽게 분리될 수 있으며, 분리된 교체형 배터리 모듈(144) 대신 외부에서 충전된 다른 교체형 배터리 모듈(144)이 연료전지 차량(100)에 설치되어서 사용된다. 연료전지 차량(100)으로부터 분리된 교체형 배터리 모듈(144)은 외부에서 별도로 재충전되어서, 다른 전기자동차에 설치될 수 있다. 교체형 배터리 모듈(144)은 교체가 용이하도록 연료전지 차량(100)에서 접근이 용이하게 위치한다. 본 실시예에서는 교체형 배터리 모듈(144)이 이차전지인 것으로 설명하였으나, 이와는 달리 교체형 배터리 모듈(144)로는 이차전지뿐만 아니라 재충전이 불가한 일차전지도 사용될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 따라서, 연료전지 차량(100)에 장착된 교체형 배터리 모듈(144)이 이차전지인 경우, 이차전지의 교체형 배터리 모듈로 교체될 수 있지만 일차전지의 교체형 배터리 모듈로 교체될 수도 있다. 또한 반대의 경우 즉 연료전지 차량(100)에 장착된 교체형 배터리 모듈(144)이 일차전지인 경우, 일차전지의 교체형 배터리 모듈로 교체될 수 있지만 이차전지의 교체형 배터리 모듈로 교체될 수도 있다. 본 실시예에서는 교체형 배터리 모듈(144)이 하나인 것으로 설명하지만 이와는 달리 복수 개일 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 교체형 배터리 모듈(144)이 복수 개인 경우에 교체형 배터리 모듈(144)로 이차전지와 일차전지가 혼용되어서 사용될 수 있고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.The replaceable battery module 144 is easily detachably installed to be replaceable in the fuel cell vehicle 100. The replaceable battery module 144 can be easily separated from the fuel cell vehicle 100, and instead of the separated replaceable battery module 144, another replaceable battery module 144 charged externally is the fuel cell vehicle 100. It is installed and used. The replaceable battery module 144 separated from the fuel cell vehicle 100 may be separately recharged from the outside and installed in another electric vehicle. The replaceable battery module 144 is located easily accessible from the fuel cell vehicle 100 to facilitate replacement. In the present embodiment, it has been described that the replaceable battery module 144 is a secondary battery. However, as the replaceable battery module 144, not only a secondary battery but also a non-rechargeable primary battery may be used, and this is also the scope of the present invention. It belongs to. Therefore, when the replaceable battery module 144 mounted in the fuel cell vehicle 100 is a secondary battery, it may be replaced with a replacement battery module for the secondary battery, but may be replaced with a replacement battery module for the primary battery. In addition, in the opposite case, that is, when the replaceable battery module 144 mounted on the fuel cell vehicle 100 is a primary battery, it may be replaced with a replaceable battery module for the primary battery, but may be replaced with a replaceable battery module for a secondary battery. have. In the present embodiment, it is described that the replaceable battery module 144 is one, but unlike this, there may be a plurality of them, and this also falls within the scope of the present invention. When there are a plurality of replaceable battery modules 144, a secondary battery and a primary battery may be mixed and used as the replaceable battery module 144, which is also within the scope of the present invention.

고정형 배터리 모듈(142)은 이차전지로서, 연료전지 차량(100)에 반영구적으로 고정되어서 탈착이 어렵게 설치된다. 고정형 배터리 모듈(142)은 연료전지 차량(100)에 설치된 상태에서 연료전지(120)로부터 출력되는 직류 전기 중 인버터(160)를 거쳐서 전기 구동 모터(110)로 공급되는 전기를 제외한 나머지 직류 전기에 의해 충전된다. 본 실시예에서는 고정형 배터리 모듈(142)이 하나인 것으로 설명하지만, 이와는 달리 복수 개가 설치되어서 사용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.The fixed battery module 142 is a secondary battery and is semi-permanently fixed to the fuel cell vehicle 100 so that it is difficult to attach and detach. The fixed battery module 142 is installed in the fuel cell vehicle 100 and is used for DC electricity other than the electricity supplied to the electric drive motor 110 through the inverter 160 among the direct current electricity output from the fuel cell 120. Is charged by In the present embodiment, it is described that the fixed battery module 142 is one, but unlike this, a plurality of fixed battery modules 142 may be installed and used, and this is also within the scope of the present invention.

교체형 배터리 모듈(142)과 고정형 배터리 모듈(142)들 고정형 배터리 모듈(142)이 우선적으로 방전되도록 제어하는 것이 바람직하다. 그에 따라, 교체형 배터리 모듈(144)의 잦은 교체를 줄일 수 있다.It is preferable to control the replaceable battery module 142 and the fixed battery modules 142 so that the fixed battery module 142 is preferentially discharged. Accordingly, frequent replacement of the replaceable battery module 144 can be reduced.

도시되지는 않았으나, 배터리 장치(140)는 교체형 배터리 모듈(144)이 탈착이 용이하게 결합되는 배터리 장착대를 더 구비한다.Although not shown, the battery device 140 further includes a battery mount to which the replaceable battery module 144 is easily attached and detached.

인버터(160)는 연료전지(120)로부터 출력되는 직류 전기와 배터리 장치(140)로부터 출력되는 직류 전기를 교류 전기로 변환하여 전기 구동 모터(110)로 공급한다.The inverter 160 converts DC electricity output from the fuel cell 120 and DC electricity output from the battery device 140 into AC electricity and supplies them to the electric drive motor 110.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described through the above embodiments, the present invention is not limited thereto. The above embodiments may be modified or changed without departing from the spirit and scope of the present invention, and those skilled in the art will recognize that such modifications and changes also belong to the present invention.

100 : 연료전지 차량 100a : 전력 공급 시스템
110 : 전기 구동 모터 120 : 연료전지
130 : 수소 저장 장치 132 : 고정식 수소 탱크
134 : 교체식 수소 탱크 140 : 배터리 장치
142 : 고정형 배터리 모듈 144 : 교체형 배터리 모듈
150 : 산소 공급기 160 : 인버터100: fuel cell vehicle 100a: power supply system
110: electric drive motor 120: fuel cell
130: hydrogen storage device 132: fixed hydrogen tank
134: replaceable hydrogen tank 140: battery device
142: fixed battery module 144: replaceable battery module
150: oxygen supply 160: inverter

Claims (8)

전기 구동 모터에 의해 주행하는 연료전지 차량에 탑재되어서 동력원인 전력을 공급하는 시스템으로서,
수소와 산소의 반응을 이용하여 상기 전기 구동 모터의 구동에 필요한 전기를 생산하는 연료전지;
상기 연료전지의 발전에 필요한 수소가 저장되고 상기 연료전지 차량에 고정된 상태에서 수소가 충전되는 고정식 수소 탱크;
상기 연료전지의 발전에 필요한 수소가 저장되고 상기 연료전지 차량으로부터 분리되어서 교체되는 교체식 수소 탱크; 및
상기 전기 구동 모터의 구동에 필요한 전기가 저장되고 상기 연료전지 차량으로부터 분리되어서 교체되는 교체형 배터리 모듈을 포함하는, 연료전지 차량용 전력 공급 시스템.A system that supplies power as a power source by being mounted on a fuel cell vehicle running by an electric drive motor,
A fuel cell that generates electricity required for driving the electric drive motor by using a reaction of hydrogen and oxygen;
A stationary hydrogen tank in which hydrogen required for power generation of the fuel cell is stored and hydrogen is charged while being fixed to the fuel cell vehicle;
A replaceable hydrogen tank for storing hydrogen required for power generation of the fuel cell and being separated and replaced from the fuel cell vehicle; And
A power supply system for a fuel cell vehicle, comprising a replaceable battery module that stores electricity required for driving the electric drive motor and is separated from the fuel cell vehicle and replaced. 청구항 1에 있어서,
상기 고정식 수소 탱크와 저장된 수소를 상기 교체식 수소 탱크에 저장된 수소보다 우선적으로 상기 연료전지에 공급하는 연료전지 차량용 전력 공급 시스템.The method according to claim 1,
A power supply system for a fuel cell vehicle for supplying the fixed hydrogen tank and stored hydrogen to the fuel cell with priority over hydrogen stored in the replaceable hydrogen tank. 청구항 1에 있어서,
상기 전기 구동 모터의 구동에 필요한 전기가 저장되고 상기 연료전지 차량에 고정된 상태에서 상기 연료전지에 의해 충전되는 고정형 배터리 모듈을 더 포함하는 연료전지 차량용 전력 공급 시스템.The method according to claim 1,
Power supply system for a fuel cell vehicle further comprising a fixed battery module that stores electricity required for driving the electric drive motor and is charged by the fuel cell while being fixed to the fuel cell vehicle. 청구항 3에 있어서,
상기 교체형 배터리 모듈과 상기 고정형 배터리 모듈 중 상기 고정형 배터리 모듈을 상기 교체헝 배터리 모듈보다 먼저 방전시키는 연료전지 차량용 전력 공급 시스템.The method of claim 3,
A fuel cell vehicle power supply system for discharging the fixed battery module among the replaceable battery module and the fixed battery module before the replacement battery module. 차량의 주행에 필요한 구동력을 발생시키는 전기 구동 모터;
수소와 산소의 반응을 이용하여 상기 전기 구동 모터의 구동에 필요한 전기를 생산하는 연료전지;
상기 연료전지의 발전에 필요한 수소가 저장되고 상기 차량에 고정된 상태에서 수소가 충전되는 고정식 수소 탱크;
상기 연료전지의 발전에 필요한 수소가 저장되고 상기 차량으로부터 분리되어서 교체되는 교체식 수소 탱크; 및
상기 전기 구동 모터의 구동에 필요한 전기가 저장되고 상기 차량으로부터 분리되어서 교체되는 교체형 배터리 모듈을 포함하는 연료전지 차량.An electric drive motor that generates a driving force required for driving of the vehicle;
A fuel cell that generates electricity required for driving the electric drive motor by using a reaction of hydrogen and oxygen;
A fixed hydrogen tank in which hydrogen required for power generation of the fuel cell is stored and hydrogen is charged while being fixed to the vehicle;
A replaceable hydrogen tank for storing hydrogen required for power generation of the fuel cell and being separated from the vehicle and replaced; And
A fuel cell vehicle comprising a replaceable battery module that stores electricity required for driving the electric drive motor and is separated from the vehicle to be replaced. 청구항 5에 있어서,
상기 고정식 수소 탱크와 저장된 수소가 상기 교체식 수소 탱크에 저장된 수소보다 우선적으로 상기 연료전지에 공급되도록 제어되는 연료전지 차량.The method of claim 5,
The fuel cell vehicle is controlled so that the fixed hydrogen tank and the stored hydrogen are supplied to the fuel cell with priority over the hydrogen stored in the replaceable hydrogen tank. 청구항 5에 있어서,
상기 전기 구동 모터의 구동에 필요한 전기가 저장되고 상기 차량에 고정된 상태에서 상기 연료전지에 의해 충전되는 고정형 배터리 모듈을 더 포함하는 연료전지 차량.The method of claim 5,
The fuel cell vehicle further comprising a fixed battery module that stores electricity required for driving the electric drive motor and is charged by the fuel cell while being fixed to the vehicle. 청구항 7에 있어서,
상기 교체형 배터리 모듈과 상기 고정형 배터리 모듈 중 상기 고정형 배터리 모듈이 상기 교체헝 배터리 모듈보다 먼저 방전되도록 제어되는 연료전지 차량.The method of claim 7,
A fuel cell vehicle controlled such that the fixed battery module of the replaceable battery module and the fixed battery module is discharged before the replacement battery module.
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